Nghiên cứu thực nghiệm hệ số poát xông phức động của một số loại bê tông nhựa ở Việt Nam

Bài viết Nghiên cứu thực nghiệm hệ số poát xông phức động của một số loại bê tông nhựa ở Việt Nam trình bày nghiên cứu thực nghiệm xác định hệ số Poát xông động của hỗn hợp bê tông nhựa bằng cách sử dụng thiết bị nén Cooper kết hợp với các đầu đo biến dạng gắn thêm có độ chính xác cao lắp đặt trên thân mẫu hình trụ tròn.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu thực nghiệm hệ số poát xông phức động của một số loại bê tông nhựa ở Việt Nam Tạp chí Khoa học Giao thông vận tải, Tập 72, Số 9 (12/2021), 1082-1096 Transport and Communications Science Journal EXPERIMENTAL INVESTIGATION INTO THE COMPLEX POISSON’S RATIO OF ASPHALT MIXTURES IN VIETNAM Bui Van Phu*, Nguyen Quang Tuan, Nguyen Quang Phuc University of Transport and Communications, No 3 Cau Giay Street, Hanoi, Vietnam ARTICLE INFO TYPE: Research Article Received: 18/09/2021 Revised: 02/11/2021 Accepted: 30/11/2021 Published online: 15/12/2021 https://doi.org/10.47869/tcsj.72.9.7 * Corresponding author Email: buiphugt@utc.edu.vn Abstract. Complex modulus and complex Poisson’s ratio are two parameters which present the 3D linear viscoelastic properties of asphalt mixtures under cyclic loading. This paper presents experimental research to determine the complex Poisson’s ratio of the asphalt mixtures using Cooper test equipment and high-precision strain gauges fixed at the surface of cylindrical specimens. The tests were performed at different temperatures and frequencies. Three types of asphalt mixture, including 2 asphalt mixtures prepared with the same original 60/70 bitumen and the third one prepared with polymer modified bitumen PMB3, were used for this study. To our best knowledgement, this is the first time in Vietnam, the measurements of complex Poisson’s ratio of asphalt mixtures are performed in a wide range of temperatures and frequencies. The test results showed that complex Poisson’s ratio is not a constant factor and that depends on the frequency and temperature. The complex Poisson’s ratio increases with the increase of temperature or with the decrease of frequency and vice versa. The phase angle between the axial strain and the radial strain was also determined. The test results also indicated that there is a relationship between complex Poisson’s ratio and the type of tested asphalt mixtures. The shift factor values of the two asphalt mixtures used the same type of bitumen are very close. Keywords: Asphalt mixtures, complex Poisson’s ratio, linear viscoelastic, time-temperature superposition principle, shift factor. © 2021 University of Transport and Communications 1082 Transport and Communications Science Journal, Vol 72, Issue 9 (12/2021), 1082-1096 Tạp chí Khoa học Giao thông vận tải NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM HỆ SỐ POÁT XÔNG PHỨC ĐỘNG CỦA MỘT SỐ LOẠI BÊ TÔNG NHỰA Ở VIỆT NAM Bùi Văn Phú*, Nguyễn Quang Tuấn, Nguyễn Quang Phúc Trường Đại học Giao thông vận tải, Số 3 Cầu Giấy, Hà Nội, Việt Nam THÔNG TIN BÀI BÁO CHUYÊN MỤC: Công trình khoa học Ngày nhận bài: 18/09/2021 Ngày nhận bài sửa: 02/11/2021 Ngày chấp nhận đăng: 30/11/2021 Ngày xuất bản Online: 15/12/2021 https://doi.org/10.47869/tcsj.72.9.7 * Tác giả liên hệ Email: buiphugt@utc.edu.vn Tóm tắt. Mô đun phức động (complex modulus) và hệ số Poát xông phức động (complex Poisson’s ratio) là 2 tham số mô tả tính chất đàn nhớt tuyến tính 3 chiều của hỗn hợp bê tông nhựa (BTN) dưới tác dụng của tải trọng có tính chu kỳ (tải trọng động). Bài báo trình bày nghiên cứu thực nghiệm xác định hệ số Poát xông động của hỗn hợp bê tông nhựa bằng cách sử dụng thiết bị nén Cooper kết hợp với các đầu đo biến dạng gắn thêm có độ chính xác cao lắp đặt trên thân mẫu hình trụ tròn. Thí nghiệm được thực hiện tại nhiều tần số và nhiệt độ khác nhau. Ba loại BTN, trong đó có hai loại BTN sử dụng cùng một loại nhựa đường nguyên gốc 60/70 và một loại BTN sử dụng nhựa đường polyme PMB3 được sử dụng để nghiên cứu. Theo hiểu biết của chúng tôi, đây là nghiên cứu đầu tiên ở Việt Nam đo đạc hệ số Poát xông của bê tông nhựa trong khoảng rộng về tần số và nhiệt độ. Kết quả thí nghiệm cho thấy rằng hệ số Poát xông động không phải là một hằng số mà thay đổi phụ thuộc vào thời gian tác dụng lực và nhiệt độ. Hệ số Poát xông động tăng khi nhiệt độ tăng hoặc tần số tác dụng lực giảm và ngược lại. Góc lệch pha giữa biến dạng theo phương dọc trục và biến dạng theo phương ngang cũng được xác định. Kết quả thực nghiệm cũng cho thấy có sự liên hệ giữa hệ số Poát xông với loại bê tông nhựa thí nghiệm. Với 2 loại BTN sử dụng cùng loại nhựa đường 60/70, hệ số dịch chuyển aT là xấp xỉ nhau. Từ khóa: Bê tông nhựa, hệ số Poát xông phức động, đàn nhớt tuyến tính,tương quan tần số nhiệt độ, hệ số dịch chuyển. © 2021 Trường Đại học Giao thông vận tải 1083 Tạp chí Khoa học Giao thông vận tải, Tập 72, Số 9 (12/2021), 1082-1096 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Trường ứng suất và biến dạng phát sinh trong kết cấu áo đường dưới tác dụng của tải trọng xe chạy và của điều kiện môi trường là không gian 3 chiều. Mô đun phức động và hệ số Poát xông phức động là 2 tham số cho phép mô tả tính chất đàn nhớt tuyến tính 3 chiều của vật liệu BTN trong kết cấu áo đường mềm. Trong các phương pháp thiết kế kết cấu áo đường mềm cũng như trong nhiều nghiên cứu trước đây, hệ số Poát xông của BTN thường được giả định là hằng số. Tuy nhiên, một số nghiên cứu đã cho thấy rằng hệ số Poát xông của BTN trong kết cấu áo đường dưới tác dụng của tải trọng xe là thông số thay đổi phụ thuộc vào nhiệt độ và thời gian tác dụng lực[1-3]. Mặt khác, các nghiên cứu của Maher [4] và Schwartz [5] đã sử dụng phần mềm tính toán của phương pháp thiết kế cơ học - thực nghiệm (Mechanistic Empirical Pavement Design Guider - MEPDG) để đánh giá ảnh hưởng của sự thay đổi hệ số Poát xông của các lớp BTN đến các dự báo hư hỏng của kết cấu áo đường mềm. Kết quả cho thấy rằng hệ số Poát xông của BTN được xếp vào danh sách những yếu tố ảnh hưởng lớn nhất đến việc dự đoán các ứng xử của kết cấu áo đường mềm. Đặc biệt, việc giảm hệ số Poát xông của lớp BTN ảnh hưởng tiêu cực tới dự đoán ...